Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Sonnensystem: Als die Meere vom Himmel fielen

Neue Entdeckungen befeuern die Debatte über die Herkunft des Wassers auf der Erde: Stammt es überwiegend von Kometen, von Asteroiden – oder von ganz anderen Himmelskörpern?
Planetesimale bombardieren Erde

Blickt man von der Küste auf das offene Meer hinaus, scheint es, als sei es schon immer da gewesen. Aber das ist keineswegs der Fall. Sein Wasser, die Regentropfen, die Feuchtigkeit der Luft, jeder Schluck aus einem Becher – das alles stammt aus einer Zeit, als die Ozeane buchstäblich vom Himmel fielen.

Das gesamte Wasser unseres Sonnensystems lässt sich bis zu der ursprünglichen Materiewolke aus Gas und Staub ­zurückverfolgen, aus der vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren die Sonne und ihre Planeten entstanden. Sie war reich an Wasserstoff und Sauerstoff, den beiden chemischen Be­standteilen von Wasser (H2O). Das überrascht nicht, ist doch Wasserstoff das häufigste und Sauerstoff das dritthäufigste Element im Kosmos – auf Platz 2 steht das Edelgas Helium. Die Sonne und die großen Gasplaneten, die vor den Gesteins­planeten entstanden, nahmen das meiste Gas der Wolke auf. Ein großer Teil des übrigen Sauerstoffs verband sich mit anderen Elementen wie Kohlenstoff und Magnesium. Trotzdem reichte die restliche Menge an Wasserstoff und Sauerstoff aus, um im Sonnensystem erheblich mehr Wasser als Gestein zu produzieren.

Allerdings widerspricht das unseren Beobachtungen: Die Erde und ihre Nachbarn Mars und Venus sowie Merkur ­bestehen überwiegend aus Gestein. Ihr verhältnismäßig ­geringer Wasseranteil folgt daraus, wo und auf welche Art und Weise sie entstanden sind. Als die Materiewolke, aus der das Sonnensystem hervorging, kollabierte, verformte sie sich durch die Drehimpulserhaltung zunächst zu einer flachen, rotierenden so genannten protoplanetaren Scheibe. Nach heutigen Erkenntnissen bildeten sich in ihr die Gesteins­planeten Schritt für Schritt, indem kleinere Objekte zusammenstießen und zu größeren verschmolzen: Aus mikro­skopisch kleinen Staubkörnchen entwickelten sich Steine, diese wuchsen weiter zu Felsbrocken und schließlich zu kilometergroßen Planetenbausteinen, den Planetesimalen. Die heutigen Asteroiden und Kometen entstanden aus übrig gebliebenen Planetesimalen ...

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Dunkle Kometen: Geisterfahrer im Sonnensystem

Eine kleine Gruppe von Himmelsobjekten sorgt für Rätselraten unter Fachleuten: Obwohl die Brocken keinen Schweif aus Gas und Staub aufweisen, bewegen sie sich wie Kometen. Was treibt diese Dunklen Kometen an? Könnten sie sogar Hinweise auf den Ursprung des Wassers auf der Erde liefern? Weitere Themen in dieser Ausgabe: Die Ökologin Katja Tielbörger und der Molekularbiologe Detlef Weigel diskutieren darüber, wie ein Kompromiss zur Neuregelung der Grünen Gentechnik aussehen könnte. Sie sind sich einig: Man muss das gesamte System betrachten. Angesichts des Internationalen Jahres der Quantenphysik gehen wir der Frage nach, warum selbst Physiker die Quantenmechanik nicht verstehen – und was ihre Formeln über die Wirklichkeit aussagen. Außerdem stellen wir Ihnen vor, was Mikrofossilien über die Zeitgenossen der Dinosaurier verraten, und wir präsentieren Ihnen die Farbenpracht des altägyptischen Tempels von Esna. Fünf Jahre arbeiteten Restauratoren an der Rekonstruktion. Das Ergebnis ist spektakulär.

Spektrum Kompakt – Sauberes Wasser

Sauberes Trinkwasser aus dem Hahn – das scheint in Deutschland selbstverständlich. Aber die Ahrtal-Flut und neue Untersuchungen zeigen: Dem ist nicht so. Um der Verschmutzung von Grundwasser und dem Sinken seiner Pegel entgegenzuwirken, braucht es neue Methoden des Managements und der Aufbereitung.

  • Quellen

Altwegg, K. et al.: 67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter Family Comet with a High D/H Ratio. In: Science 347, 1261952, 2015

Bardley, J. P. et al.:Detection of Solar Wind-Produced Water in Irradiated Rims on Silicate Minerals. In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 111, S. 1732 - 1735, 2014

Hsieh, H. H. et al.:A Population of Comets in the Main Asteroid Belt. In: Science, 312, S. 561 - 563, 2006

Mottl, M. J. et al.:Water and Astrobiology. In: Chemie der Erde 67, S. 253 - 282, 2007

Schreiben Sie uns!

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.